[发明专利]多节串联电池电压均衡电路

说明书

本发明公开了多节串联电池电压均衡电路，属于锂离子电池的均衡技术领域，包括：电源正极端IN+；电源负极端IN‑；恒流放电回路，电源正极端IN+与恒流放电回路的输入端连接；开关K1，恒流放电回路的输出端与开关K1的输入端连接，开关K1的输出端与电源负极端IN‑连接；电阻R4，作为限流电阻，电源正极端IN+与电阻R4连接，电阻R4与恒流放电回路并联；三极管V1。本发明由高精度的三端精密稳压管与电阻及恒流放电回路构成，无论电池电压高低，均衡电流均保持不变，可以有较大的均衡电流，而均衡的控制电压精度很高，在均衡完成时，单体电池之间的电压差值很小，荷电状态一致，从而使电池组的整体寿命得以延长。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的均衡技术领域，更具体地说，涉及多节串联电池电压均衡电路。

背景技术

随着电池行业的飞速发展，多节串联电池的应用越来越多，比如电动自行车、电动汽车、储能系统、通信后备电池组等领域。而电池在多节串联使用时，由于电池的不一致性，会造成电池组的荷电状态不一致而失去平衡，这又会导致在电池组在充电时，内部会有一些电芯出现过充电，而有一些电芯没有充满；在电池组放电时，没充满的电芯容易出现过放电而导致寿命衰减加剧或是出现安全问题，这使得电池组整体使用寿命大大缩短，因此多节串联的电池组在没有进行平衡而使用时，寿命会很短，而且容易出现安全性问题。目前市场上多节串联的锂离子电池组的电池管理系统(缩写为BMS)中主要采用被动均衡的方式，被动均衡的方法常用的有两种，第一种是过压均衡方式，即单体电池电压超过某个值时开启均衡用的放电回路(例如超过4.2V时对单体电池放电)；第一种是充电均衡，在充电过程中将电压较高的单体电池进行放电，从而减小充电电流，而其它电池则正常充电。市场上还有很少量的电池组是采用成本较高的主动均衡方式，它主要是通过复杂的电子开关阵列和开关电源或隔离电源将单体电池的能量与电池组能量进行交换，从而实现单体电池间的均衡。

现有的均衡方式中，主动均衡的优点是能量利用率高，但电路复杂、可靠性差且成本很高，因此市场上很少被使用。被动均衡中过压均衡方式的缺点在于均衡电流小而均衡开启又是在接近充电结束时进行，因此均衡的时间短导致均衡的效率低；而过压均衡采用的是专用芯片，这类芯片的电压精度只有20mV左右，因此均衡完成时单体电池之间的电压差还会较大；而当充电电压低于正常电压时，过压均衡方式会不起作用，例如对于10节串联的电池组，正常充电电压为42V，如果充电器输出电压偏低0.5％，为41.79V，当9节电池电压为4.2V，1节为3.99V时，这类的均衡电路就不起作用，无法对电池进行均衡；对于被动均衡中的充电均衡方式，是在充电过程中将电压较高的单体电池通过电阻进行放电，这需要电池组的BMS对单体电池的电压检测精度较高，但目前市场上的前端模拟电压采集芯片的电压检测精度普遍只有20mV，少数精度高的也只能做到10mV左右，而如果是磷酸亚铁锂的电池，在中间电压区域时，1mV的电压差别就会有1.5％的荷电容量差别，电压检测精度低就会导致充电均衡的效果不佳，并甚于有可能因为电压检测误差较大而使电池组加剧了不平衡状态，而由于市场上的充电均衡是通过电阻将电池放电的方式，当电池电压低时，均衡电流较小，影响了均衡效率。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供多节串联电池电压均衡电路，它由高精度的三端精密稳压管与电阻及恒流放电回路构成，无论电池电压高低，均衡电流均保持不变，可以有较大的均衡电流，而均衡的控制电压精度很高，在均衡完成时，单体电池之间的电压差值很小，荷电状态一致，从而使电池组的整体寿命得以延长。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

电压均衡电路，包括：

电源正极端IN+；

电源负极端IN-；

恒流放电回路，所述电源正极端IN+与恒流放电回路的输入端连接；